Мягкий робот и эластичный бетон: для чего нужны гибкие технологии

Ученые из Калифорнии создали идеальный пластичный костюм для космоса, вдохновившись кольчугой. Разработчики из Северной Каролины собрали гибкого робота-гепарда, а в австралийском университете замесили эластичный бетон. Какие еще гибкие штучки изобретают инженеры по всему миру? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Футболка с гибким экраном

Видео с любимым котом теперь можно транслировать миру на себе. Разработчики из Майами выпустили первую в мире футболку с гибким экраном. Принт можно менять хоть каждый день. Хотите – загружайте на дисплей фильм или ролик из путешествия. Все, что для этого нужно, – подсоединить футболку через USB к смартфону или ноутбуку и скачать контент.

"В гибком экране – два гигабайта памяти. Он сможет работать до четырех часов от встроенного аккумулятора. Но если подключить к футболке пауэрбэнк, видео будет играть дольше. Для него предусмотрен кармашек на внутренней части одежды, также можно закрепить его на ремне", – рассказал блогер, технический обозреватель Маркес Браунли.

Разработка хотя и инновационная, но футболку придется стирать по старинке – обязательно снимая экран. При этом стоит она почти 20 тысяч рублей. Да и носить весь день тяжелый пауэрбэнк в кармане – то еще удовольствие.

Гибкая батарея на полимерной пленке

Но внешний аккумулятор и не понадобится. Потому что уже существует энергоемкая и гибкая батарея. Идеальный комплект к футболке-телевизору создали в школе Калифорнийского университета в Сан-Диего. Для разработки пластичного аккумулятора использовали метод трафаретной печати – то есть наносили несколько металлизированных слоев с помощью шаблона. В качестве катода взяли оксид серебра, анодом стал цинк.

"Батарею мы напечатали на полимерной пленке, которая выдерживает до 200 градусов. Емкость аккумулятора составляет 50 миллиампер на квадратный сантиметр – это до 20 раз больше, чем емкость типичной литий-ионной батареи. Таким образом при той же площади поверхности батарея может обеспечить до 10 раз больше энергии", – поделился подробностями разработчик гибкого аккумулятора Ли Юинь.

Во время теста аккумулятор выдержал 80 циклов зарядки и не потерял своей емкости. За гибкими батареями – будущее, уверяют разработчики.

Гибкий интерфейс для автомобиля

Многим знакома ситуация: тачскрин в автомобиле не реагирует на прикосновения, даже музыку не включить. Специалисты утверждают, что водителям сложнее следить за дорогой, когда они пользуются сенсором. В этот момент невольно скучаешь по старым добрым кнопкам. Швейцарские инженеры придумали гибкий интерфейс, который в нужный момент вытолкнет к вашим пальцам привычные бугорки.

"Устройство состоит из многослойной пленки с матрицей. Когда интерфейс не включен, он остается плоским. Когда работает – над поверхностью выступают гидравлические бугорки высотой примерно в полтора миллиметра. Внутри этих бугорков жидкость, которая образуется двумя электродами и диэлектрическим слоем. Это тот слой, покрытие которого состоит из нескольких материалов-диэлектриков. При подаче напряжения электроды смыкаются и притягиваются друг к другу. Жидкость выдавливается наверх, растягивая мембрану, и образует бугорок-кнопку", – объяснил профессор лаборатории мягких преобразователей Федеральной политехнической школы Лозанны Герберт Ши.

Визуально бугорок практически незаметен – он прозрачный. А при нажатии издает щелчок механической кнопки. Пластичное покрытие можно установить прямо поверх сенсорного экрана и быстро вбить в навигатор маршрут до дома.

Гибкий бетон из полимерных волокон и композита

Гибкий бетон создали исследователи австралийского университета Суинберн. В материал добавили промышленные отходы – золу, которая остается от сжигания угля. При этом не использовали ни грамма цемента.

"Гибкий бетон сделали из полимерных волокон и композита. В сухую смесь добавили так называемый твердый активатор, который склеил состав. Поэтому новому бетону не понадобился процесс обжига, который нужен цементу. Все это позволяет материалу не трескаться. Он в 400 раз более гибкий по сравнению с обычным, но при этом такой же прочный. И в отличие от традиционного бетона, который под действием вибраций и нагрузок разрушается, этот остается целым", – отметил блогер, обозреватель строительных технологий Хорхе Фонтан.

Австралийские разработчики уверяют, что если строить из пластичного бетона дома, то они выстоят даже при землетрясении.

Гибкий робот-гепард для врачей и рабочих

За три секунды гепард может разогнаться до 110 км/ч. Секрет гепарда – в двойном положении позвоночника. Он, словно гибкая балка, сначала сжимается в форму дуги, а потом выпрямляется или изгибается в другую сторону. В момент, когда происходит сжатие, конечности хищника касаются земли. Но когда позвоночник отпружинивает, происходит выброс энергии. Гепард отрывается от поверхности и подпрыгивает. Именно эта особенность скоростного зверя вдохновила ученых Университета штата Северная Каролина на создание самого быстрого мягкого робота в мире.

"Коллеги сделали так, что робот больше не контактирует с поверхностью. А значит, ему не нужно постоянно преодолевать силу трения, как, например, ползающим мягким роботам. В движение устройство приводит воздух, который нагнетается в гибкие полости тела. Но, в отличие от обычных мягких роботов, которые раздуваются и сдуваются, этот резво скачет вперед", – пояснил профессор кафедры материаловедения и инженерии Университета штата Северная Каролина Джагдиш Нараян.

Ученые штата Северная Каролина заявляют, что, благодаря гибкости, они смогли увеличить скорость мягкого робота в три раза. Такие быстрые устройства планируют использовать в медицине или на заводах в качестве роборук. Например, когда надо что-то мгновенно, но при этом аккуратно отсортировать на ленте.

Гибкий шланг для капельного орошения

Российская разработка способна сделать овощи и фрукты на наших столах дешевле – все благодаря шлангу для капельного орошения. Уникальный гибкий рукав для полива разработали кубанские студенты. Они предложили собирать старые отслужившие шланги с полей и перерабатывать их в новые.

В рецептуре – шесть компонентов, из которых получаются рукава для орошения. Они плоские, их удобно хранить и перемещать. А когда в шланге нет давления, по нему может проехать хоть трактор.

"Рукав трехслойный. Каждый слой имеет свою специфику. Это и скелетный, это и защита от ультрафиолета, и внутренняя защита от кислых реакций самих растворов. Потому что с поливом идет не только вода, это и средства защиты растений, это и удобрения. И наш шланг должен минимум отслужить один сезон, а как практика показывает, он служит два и более сезонов", – в эксклюзивном интервью РЕН ТВ рассказал технолог компании по производству гибких поливочных рукавов Владислав Вербицкий.

Раньше такие рукава закупали за рубежом. За один погонный метр отдавали 20 тысяч рублей. Чтобы покрыть целое поле, фермерам приходилось сильно потратиться. Гибкие шланги кубанских разработчиков оказались дешевле в три раза. И главное – даже отслуживший свое рукав может снова превратиться в рабочий.

"Если, например, с тонны того, что мы привозим с полей, после очистки, сушки мы получаем 300 килограммов полимера", – уточнил Вербицкий.

Гибкая ткань-"кольчуга" для покорителей космоса

Гибкие технологии нужны нам не только на Земле, но и в космосе. Умную ткань создали ученые из США и Сингапура. А вдохновила их кольчуга. В сюжете показано, как скреплены между собой звенья. Плетение точно напоминает кольца рубахи-сети. Только для этой брони использовали не металл, а трехмерные частицы из пластика, напечатанные на 3D-принтере.

"В обычном состоянии ткань сохраняет гибкость, а если увеличить давление, становится в 25 раз прочнее. В момент воздействия трехмерные частицы скрепляются особым образом. И материалу не страшны удары, он даже выдерживает вес в 50 раз больше собственного", – сообщила профессор кафедры машиностроения и прикладной физики имени Дж. Брэдфорда Джонса Калифорнийского технологического института Кьяра Дарайо.

Гибкий материал хотят использовать для создания экзоскелетов, скафандров и для покрытия космических кораблей. Получается, любая гибкая штучка способна совершать великие дела – беречь наши кошельки от лишних трат, сохранять дома и даже помогать колонизировать другие планеты.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.